区块链技术下农产品供应链溯源系统研究

张梦琦

一、引 言

我国是农业大国，传统粗放型的农业发展模式已经无法适应现代农业发展的需要，而区块链新时代技术的发展趋势，为现代农业发展道路提供了新思路。区块链新技术能够保证数据的安全，不可篡改，使数据记录更加透明，使消费者可以对农产品流通的每一个步骤都了如指掌，大大提高可信度，从而使其在农产品供应链方面得到了快速发展。在乡村振兴背景下，我国农村地区虽然已经初步形成了广覆盖、多层次、多元化的农产品供应链体系，但是质量安全不确定等问题依然存在。因此，对农产品供应链的溯源系统的构建显得极为重要，“区块链+农产品供应链”的模式就是重点研究如何解决区块链技术在农产品供应链溯源方面的问题。

二、研究现状

2020 年中央一号文件明确提出加强现代农业设施建设的具体要求，并将农业产业链、农产品供应链的建设上升到全新的高度。关于农产品供应链的研究，早在2004年时，就有学者在农产品物流的研究中应用了供应链理论，并提出了供应链应该如何适应于农产品管理的建议。自此，与农产品供应链相关的研究蓬勃发展，在知网以“农产品供应链”为关键词进行检索，共得到4 383 篇有关文献。而基于区块链技术农产品供应链的研究则是在2017年才开始的，而且已经有115篇相关文献。随着时代的发展，农产品区块链研究方面的问题开始出现，当初的管理结论已经慢慢跟不上时代的节奏了。虽然区块链作为新技术在农产品供应链上的研究刚刚开始，但是其具有的去中心化、分布式存储、开放透明、共识机制、安全性、信息加密、匿名性等特点，为适应现代农产品供应链管理过程提供了重要途径。

经过近20年的发展，农产品供应链已经初具规模，但是从一些研究案例中，可发现存在以下问题。一是用户之间缺乏信任。农产品供应链上下游用户之间的关系主要是简单的买卖关系，彼此间没有安全感，相互不信任，未形成利益共同体，稳定性差。二是用户之间获得的信息严重不对称。在整个供应链上，不同阶段的用户凭借不同的角色参与其中，掌握的信息非常不对称。为了维护自身利益，相互之间不共享信息，信息壁垒严重，导致整个产业供销过程脱节。三是获得的信息安全得不到保障。随着信息技术的不断发展和应用，在农产品生产过程中的每个环节都积累了大量的数据，成为参与该环节用户的重要资产，但是因为用户的隐私及商业机密等没有办法得到保障，也进一步限制了整个供应链信息的共享。四是供应链各个环节之间的协调效率低。农产品的生产主要依赖生产者个人意志，如果没有经过统一的调度，用户信息资源利用率就不会高，就形不成优势互补来增强竞争力。五是农产品质量安全得不到保证，难以追溯源头。当前，追溯系统大部分以中心化的方式建设，由中心机构提供信任担保，但是用户对中心机构的公信力存在很大质疑。所谓眼见为实，如果不是亲眼所见供应链的全过程，很难相信农产品的质量安全；但是如果全部可见，也会出现很多问题：一方面是因为商业机密，另一方面是因为数据比较复杂且难以操作。

因为农产品供应链存在的传统问题，开放共享数据是必然的趋势。信息使用的边际收益是递增的，所以当信息传播分享的范围越广，其创造的价值就越高，而信息大范围流动的两大前提是线上、线下数据共同化以及数据的开放分享。根据多次研究和假设分析发现，利用区块链去中心化、去信任的优点可以集体维护一个可靠的且具有公开透明特征的分布式数据库。同时，可利用区块链自身的密码学算法，将这些数据进行加密存储用以保证信息安全，其对于农产品供应链是一个切实可行的技术方案。

基于区块链的农产品供应链方案设计，应该注意以下几个原则: 开放数据共享流通渠道，数据交易流程需要合法、严密，交易数据应该公开透明，数据加密存储安全可靠，交易记录可追溯、可查询、可申诉，隐私数据归属各成员所有。因为农产品的种类比较多，生产具有地域性以及周期性的特点，农产品供应链可以根据地区性、农产品种类以及市场定位三种类型分别建设，针对当地的实际情况，建设符合自身条件的区块链结构。

自将区块链应用于农产品供应链开始，便是将其应用于构建农产品的溯源系统，在农产品的生产、加工、存储、物流、销售等环节包含着溯源需要的基础信息，是实现农产品供应链全过程追踪溯源的保障。根据区块链的特性构建农产品供应链系统，基本构架可以分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层，而区块链主要作用于数据层、网络层、共识层和应用层。在此系统中，数据层就是运用数字化方式将采集到的农产品数据进行分布式存储；网络层主要承担的是将农产品数据进行传播并验证；共识层则通过采用拜占庭容错协议，以保证这些数据在网络传播和存储过程中不会被恶意节点篡改，确保了数据的不可篡改性；应用层为供应链上不同的用户提供对应的权限和接口，供应链上的每个用户都可通过此系统界面，向区块链输入指定农产品的主要信息。与此同时，相关用户也能通过相应的系统平台，对农产品进行查询、追溯和验证，政府权威机构则需要负责制定标准，进行实时监督。

基于区块链的农产品追溯系统架构的研究还有很多，本文摘选一个比较典型的架构进行分析，如果有兴趣可以参见张晓蝶构建的系统。但是值得注意的是，知网上155篇论文中并没有具体呈现哪一家企业或者地方应用了该系统，说明该系统只是处于理论建设中，并没有应用于实际。

三、结 论

本文通过对近3年关于区块链构建农产品供应链的文章进行分析，得出区块链技术具有的去中心化、分布式存储、开放透明、共识机制、安全性、信息加密、匿名性等特点，使其在追踪现代农产品供应链溯源中具有广泛的应用前景。本文系统梳理了传统农产品供应链存在的问题、区块链应用的可行性以及应用的原则，并摘选了基于区块链的农产品供应链的逻辑架构。该架构将区块链应用于农产品供应链的框架摘列出来，为简要了解和分析基于区块链的农产品供应链追溯系统提供了便利。